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前沿拓展：

質(zhì)量是制造業(yè)企業(yè)的生命線，而質(zhì)量依賴于可靠的裝備和先進(jìn)的工藝。裝備承載工藝，工藝引導(dǎo)裝備，兩者不可分割并且會(huì)相互促進(jìn)。因此智能制造的首要落腳點(diǎn)就應(yīng)當(dāng)是從根源上提高制造工藝環(huán)節(jié)的質(zhì)量。

目前很多制造工藝過程仍屬于開環(huán)控制，即使是高度自動(dòng)化的機(jī)器人產(chǎn)線，其加工過程和質(zhì)量都不是完全可控，單機(jī)的誤差累積和多機(jī)間的相互影響都會(huì)影響質(zhì)量。同時(shí)，生產(chǎn)制造趨向多品種的背景下要求生產(chǎn)更加柔性化、智能化。因此工藝智能的重要性日益凸顯。

蘊(yùn)碩物聯(lián)是36氪持續(xù)關(guān)注的智能制造科技公司，公司專注于焊接工藝智能化，產(chǎn)品包括焊接工藝AI算法引擎、工藝過程鏡像系統(tǒng)、數(shù)字化工藝駕駛艙以及智能物聯(lián)網(wǎng)硬件等。近期公司推出了焊接工藝低代碼可視化分析平臺(tái)，該平臺(tái)可以進(jìn)一步降低AI在焊接工藝領(lǐng)域應(yīng)用的門檻，增強(qiáng)工藝人員的可參與性。

焊接是一個(gè)多物理場耦合的非線性金屬加工過程，如何做好焊接質(zhì)量在線評價(jià)和實(shí)時(shí)控制是焊接工藝智能化的關(guān)鍵。又因?yàn)楹附庸に囘^程是很難直接觀測的，所以通常利用過程信號(hào)對焊接情況進(jìn)行間接判定。而如何建立優(yōu)異的機(jī)理模型，將監(jiān)測到的電流和電壓等信號(hào)與焊點(diǎn)質(zhì)量之間建立關(guān)聯(lián)，是實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量實(shí)時(shí)評價(jià)的關(guān)鍵。通常建模方式分為特征建模（分為時(shí)域特征建模和圖形化特征建模）、非特征建模和物理建模。

蘊(yùn)碩物聯(lián)推出的焊接工藝低代碼可視化分析平臺(tái)有采用圖形化特征建模方式。圖形化特征模型的表現(xiàn)能力非常突出，也有多種類型，比如根據(jù)電壓和電流建立的UI相圖、基于電極位移信號(hào)的雷達(dá)分析圖等。下圖即為蘊(yùn)碩物聯(lián)可視化平臺(tái)提供的UI相圖。（數(shù)據(jù)來源于蘊(yùn)碩物聯(lián)產(chǎn)品試用提供的樣例數(shù)據(jù)，以下皆同）

UI相圖

焊接工藝質(zhì)量研究人員可以根據(jù)相圖的特征（圖形周長、面積等）來判斷焊接過程是否合格或者是否發(fā)生虛焊和飛濺等異常情況。

該平臺(tái)還提供了時(shí)頻域分析模塊、概率密度分析模塊以及熔滴過渡周期分析等模塊，在時(shí)頻域分析模塊中，工藝人員可以通過觀察特征參數(shù)曲線的變化來判斷焊縫質(zhì)量，判斷是否發(fā)生氣孔、塌陷等焊縫缺陷。在概率密度分析模塊內(nèi)，平臺(tái)提供了電壓（焊接弧長）、電流、氣體流量、送絲速度、焊速等各類特征參數(shù)的概率密度分布圖，根據(jù)分布情況可以推斷焊接過程的穩(wěn)定性，得出工藝參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的可能方向。通過熔滴過渡周期分析模塊提供的特征參數(shù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)來判斷與之關(guān)聯(lián)的熔滴過渡過程，進(jìn)而分析焊接過程中是否可能出現(xiàn)斷弧、勁縮等異常情況。下圖分別為電壓特征分布的時(shí)頻圖、概率密度分布圖。

電壓時(shí)頻圖

電壓概率密度分布圖

總而言之，蘊(yùn)碩物聯(lián)的焊接工藝低代碼可視化分析平臺(tái)提供了豐富的圖形化分析工具，是一套包含從數(shù)據(jù)分析、質(zhì)量評估、到報(bào)告總結(jié)的整體可視化交互式分析解決方案，可以幫助工藝專家更加直觀方便地查看焊接過程物聯(lián)采集數(shù)據(jù)的參數(shù)曲線、更高效地評判焊接質(zhì)量并建立焊接過程數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可視化評價(jià)體系。

更為重要的是，工藝專家可以自定義參數(shù)配置（包括）和特征提取對比，結(jié)合焊接過程中的信號(hào)變化提煉出最佳工藝參數(shù)，如此一來用戶可以讓自身積累的工藝經(jīng)驗(yàn)以數(shù)字化的形式沉淀在軟件之中，根據(jù)實(shí)踐持續(xù)優(yōu)化機(jī)理模型。此外，蘊(yùn)碩物聯(lián)推出的低代碼可視化平臺(tái)開放云端功能，意味著焊接工藝智能算法在過去本地單機(jī)版的基礎(chǔ)上提供云端服務(wù)。36氪預(yù)計(jì)此舉也將有利于蘊(yùn)碩物聯(lián)將分散的焊接工況工藝數(shù)據(jù)積累下來，形成一個(gè)云端焊接知識(shí)庫，如此一來優(yōu)秀焊接經(jīng)驗(yàn)也將可以共享起來，基于特征的機(jī)理模型將得到極大豐富和完善，云端的數(shù)據(jù)算法將可以指導(dǎo)各處客戶實(shí)時(shí)的焊接工況和工藝規(guī)劃。

蘊(yùn)碩物聯(lián)推出焊接低代碼可視化分析平臺(tái)的基礎(chǔ)是自身研發(fā)的多款焊接機(jī)理模型，模型包含氣保焊碳鋼AI模型、電阻點(diǎn)焊碳鋼AI模型、電阻點(diǎn)焊碳鋼質(zhì)量判定模型、TIG焊鋁合金AI模型、激光復(fù)合焊機(jī)理模型以及攪拌摩擦焊（FSW）等多種焊接工藝機(jī)理模型。

蘊(yùn)碩物聯(lián)機(jī)理模型

蘊(yùn)碩物聯(lián)機(jī)理模型

以薄板焊接中的電阻點(diǎn)焊為例，機(jī)理模型利用合格焊接參數(shù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過AI算法學(xué)習(xí)并建立各影響焊點(diǎn)質(zhì)量因素與最終焊接參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)。模型可基于不同層板材材質(zhì)、厚度等組合因素來預(yù)測最優(yōu)焊接工藝參數(shù)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量的在線監(jiān)控和實(shí)時(shí)控制，逐步降低對傳統(tǒng)事后抽檢的依賴程度。在已應(yīng)用的實(shí)際場景中，蘊(yùn)碩物聯(lián)可將焊縫質(zhì)量終檢合格率由原90%提升為99%左右。

算法模型的性能依賴于數(shù)據(jù)的積累量，因此持續(xù)沉淀積累的工藝數(shù)據(jù)將不斷加強(qiáng)工藝智能軟件自身的技術(shù)壁壘。蘊(yùn)碩物聯(lián)已在船舶、軌道交通、汽車等多個(gè)工業(yè)場景共積累了PB級別的工藝數(shù)據(jù)量，并形成了焊接經(jīng)典缺陷識(shí)別知識(shí)庫。

業(yè)務(wù)進(jìn)展方面，由于焊接是工業(yè)領(lǐng)域最為通用的加工工藝之一，蘊(yùn)碩物聯(lián)可以快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；卣?，公司目前已經(jīng)在多個(gè)行業(yè)拓展客戶，行業(yè)覆蓋航空航天、船舶、汽車、軌道交通、家電、工程機(jī)械等。蘊(yùn)碩物聯(lián)的智能化技術(shù)將以SaaS形態(tài)交付給設(shè)備使用企業(yè)、設(shè)備制造商以及設(shè)備集成商。對于裝備制造企業(yè)來講，配置智能化軟件將使得自身從單純提供硬件產(chǎn)品轉(zhuǎn)變到同時(shí)交付軟件和硬件產(chǎn)品，有利于提高自身客戶粘性，加強(qiáng)自身技術(shù)壁壘。對于設(shè)備集成商來說，智能化軟件有利于縮短客戶產(chǎn)線調(diào)試周期，減輕自身交付壓力。

36氪認(rèn)為，從技術(shù)發(fā)展邏輯上看，未來會(huì)有更多的新型工業(yè)軟件深入到制造的物理過程中，這些軟件通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將物理過程映射到數(shù)字空間中，同時(shí)通過AI+物理機(jī)理模型去指導(dǎo)、優(yōu)化實(shí)際的制造過程，如此通過實(shí)時(shí)的過程數(shù)字孿生來驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)。

從商業(yè)邏輯上看，工藝智能化的規(guī)?？蓴U(kuò)展性較強(qiáng)。此外，我們曾在《智能制造走向深水區(qū)》中強(qiáng)調(diào)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和易用性是決定技術(shù)能否大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。比如企業(yè)能否直接獲得一個(gè)包含AutoML平臺(tái)在內(nèi)的產(chǎn)品方便日后自己訓(xùn)練模型，軟件是否支持低代碼開發(fā)？這些因素都可能影響企業(yè)是否選擇新方案。蘊(yùn)碩物聯(lián)通過低代碼等手段可以增強(qiáng)產(chǎn)品的易用性，降低交付壓力，將加速AI技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用部署。

36氪將繼續(xù)關(guān)注蘊(yùn)碩物聯(lián)，也歡迎其他專注工藝智能化的公司與我們交流。

蘊(yùn)碩物聯(lián)公司官網(wǎng)

夏?？?李永兵,樓銘,雷海洋.電阻點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)研究進(jìn)展與分析[J].中國機(jī)械工程,2020,31(01):100125.

《智能制造走向深水區(qū)》

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